从二极泵到三极泵再到StarCell,离子泵这70多年进步在

发布日期:2020-08-20 20:54   来源:未知   阅读:

安捷伦真空部门的前身、创建于1948年的瓦里安(Varian)在 1957 年发明了第一台溅射离子泵(SIP)。离子泵的发明大大拓展了当时的技术所能达到的真空度,使超高真空成为可能。下图的离子泵是一台二极离子泵。

二极离子泵

二极离子泵的泵壳内装有作为阴极的钛板,和筒状的阳极,两极间的直流高压(一般为几千伏)会使之间的气体分子电离,带正电的离子高速飞向阴极,阴极材料被溅射起来并覆盖到阳极筒上。泵体外部还装有磁铁,磁场和电场的相互作用可以使电子做旋转运动,以增加其高真空下与气体分子碰撞的概率。

离子泵的抽气机理比较复杂,对二极泵而言,主要机理有两个:一是活性气体的离子与溅射起来的钛发生反应(生成 TiN、TiO 等)被化学吸附。二是气体离子被注入到阴极材料内部,被物理捕获,只有速度比较快的氢离子,才会注入得足够深,从而形成永久的抽气;速度比较慢的其他离子,由于注入得比较浅,注入后又会被别的离子溅射出来,无法形成稳定的抽气。